高速鐵路CPIII平面控制測量誤差分析及控制

摘要：基于高速鐵路CPIII控制網(wǎng)測量實踐，分析CPIII控制測量的誤差來源，結(jié)合CPIII測量數(shù)據(jù)平差處理，探討其精度控制.

關(guān)鍵詞：CPIII測量;誤差分析;精度

對于采用無砟軌道設(shè)計的高速鐵路而言，CPIII控制網(wǎng)測量精度的高低直接決定著道路運行的時效性，舒適度及平穩(wěn)度，因此對CPIII控制網(wǎng)測量的精度要求很高，而高速鐵路CPIII控制網(wǎng)測設(shè)牽扯到的環(huán)節(jié)較多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)微小的問題，都可能導(dǎo)致測量成果不合格，進而影響工程進度，在這種情況下，快速的確定誤差的來源，提出有針對性的解決方案，不僅可以提高測量成果的精度和可靠性，而且可以減少不必要的返工，提高工作效率與效益，保證工程的按期完成。

1.CPIII測量誤差來源

一般測量精度受以下幾方面誤差因素影響：儀器誤差，環(huán)境誤差，測量誤差，人為誤差。

1.1儀器誤差

CPIII平面控制測量本身對儀器有嚴格要求，規(guī)范要求采用帶有目標自動搜索及照準（ATR）功能的高精度全站儀：其精度必須滿足：測角誤差：±1″，測距誤差：±1mm+2ppm，并且平面觀測前必選對儀器進行檢驗和校正，儀器的任何一項檢測不合格都將影響CPIII的測量精度。

全站儀在進行測距時必須進行距離加常數(shù)K，乘常數(shù)R的設(shè)置，特別注意此處，加常數(shù)K，乘常數(shù)R是經(jīng)過儀器檢測結(jié)果得出，而非儀器出廠時的標稱精度A和B，決不能用儀器出廠時的標稱精度A和B去改正觀測成果。

1.2環(huán)境誤差

外界環(huán)境的影響是CPIII測量誤差的主要來源：溫度，氣壓，濕度，清晰度，大氣旁折光等外界環(huán)境的變化都會引起測量誤差，

在一般的氣象條件下，在1km的距離上，溫度變化1度所產(chǎn)生的測距誤差為0.95mm。氣壓變化1mmHg所產(chǎn)生的距離誤差為0.37mm，濕度變化1mmHg所產(chǎn)生的測距誤差為0.05mm，濕度的影響很小，可以忽略不計，但當在高溫，高濕的夏季作業(yè)時，就應(yīng)該考慮濕度改正。

測量時施工環(huán)境的震動，施工燈光干擾以及測量視線的遮擋都會引起測量誤差。

1.3測量方法引起的誤差

選擇合適的測量方式可以有效的減小測量誤差：例如：在通視條件良好的情況下應(yīng)采用如圖1.3.1測站間距為120m的CPIII平面網(wǎng)購網(wǎng)形式，在通視情況不良的情況下，可以選擇如圖1.3.2測站間距為60m的CPIII平面網(wǎng)購網(wǎng)形式

圖1.3.1" 測站間距為120m 的CPⅢ平面網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)形式

圖1.3.2" 測站間距為60m 的CPⅢ平面網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)形式

1.4人為誤差

由于CPIII控制網(wǎng)采用自動搜索，自動采集及存儲的全自動全站儀觀測，所以最大限度的減少了人為因素對測量的影響

2.CPIII測量誤差分析及控制

CPIII的誤差控制主要是通過分析外業(yè)測量的各項誤差以及內(nèi)業(yè)平差的各項誤差超限原因，針對性的指導(dǎo)CPIII測量及補測得以實現(xiàn)

2.1" CPⅢ控制網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集的各項限差包括：半測回歸零差、2C 差、指標差、2C 互差、指標互差、水平角互差、豎直角互差、距離互差等，如圖2.1.1、圖2.1.2

外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程中的各項誤差超限通常有以下幾種原因：

1、測量作業(yè)前未對儀器進行檢校，儀器精度達不到CPIII測量要求，例如：2C誤差，i角誤差超限等;

2、雨雪天，大霧天等復(fù)雜天氣條件下進行測量作業(yè);

3、測量作業(yè)環(huán)境較差，測量范圍內(nèi)有機械施工震動，或工人走動作業(yè)，影響儀器架設(shè)的穩(wěn)定性;

4、設(shè)站點位于隧道洞口附近，隧道內(nèi)外溫差較大，且隧道洞口有橫風，影響測量精度;

5、高架橋面CPIII施測，橋下有車輛通行，產(chǎn)生震動;

6、CPIII測量目標后方有強光源，對數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生干擾;

7、CPIII測量儀器架設(shè)位置離目標點距離太近。

2.2 CPIII數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)平差（自由網(wǎng)）各項限差包括：CPIII第三邊相對精度超限，方向改正數(shù)超限，距離改正數(shù)超限。

以下根據(jù)實際測量平差實例，分別對誤差超限原因進行分析

2.2.1 CPIII第三邊相對精度超限

實例1" CPⅢ網(wǎng)第三邊較差計算結(jié)果（一）

以上平差報告顯示：CPIII網(wǎng)第三邊856305-856307、856307-856308較差均超限，且均顯示在測站855C105，有共同觀測點856307，分析可能因為觀測點目標視線中有鐵絲等遮擋，目標點位視線中有強光源或多棱鏡等原因造成，所以建議補測測站855C105，注重檢查觀測點856307點位情況。

2.2.2 方向改正數(shù)超限：目標視線中有鐵絲等遮擋，目標點位視線中有強光源或多棱鏡，測站距離目標點過近，已知點不匹配都會造成方向改正數(shù)超限。

實例2" 方向平差結(jié)果

以上平差報告顯示：測站856C107中測點856P22點方向改正數(shù)超限，查看原始數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：測站856C107儀器架設(shè)位置距觀測點856P22距離不足30m，距離過近導(dǎo)致誤差超限，需要對儀器架設(shè)位置進行調(diào)整之后進行補測。

2.2.3 距離改正數(shù)超限：

實例3 距離平差結(jié)果

以上平差報告顯示：有4條邊距離改正數(shù)超限，且改正數(shù)大小與觀測距離沒有明顯關(guān)系，排除因氣象條件等外部環(huán)境因素影響外，分析可能是儀器本身出現(xiàn)問題，需要對儀器進行檢修。

3 結(jié)語

CPIII測量作為高速鐵路施工的核心技術(shù)之一，分析其誤差來源，最大限度提高控制網(wǎng)精度，是高速鐵路建設(shè)質(zhì)量及運營安全性，平順性，舒適性的重要保證。

參考文獻：

[1] TB10601-2009/J962-2009高速鐵路共層測量規(guī)范[S]

[2]小知識《溫度和氣壓對測距的影響》